一文了解直接镀铜（DPC）陶瓷基板

一、直接镀铜DPC工艺简介

直接镀铜陶瓷基板（Direct Plating Copper, DPC）是在陶瓷薄膜工艺加工基础上发展起来的陶瓷电路加工工艺。以氮化铝/氧化铝陶瓷作为线路的基板，采用溅镀工艺于基板表面复合金属层，并以电镀和光刻工艺形成电路。

其工艺流程为：首先利用激光在陶瓷基片上制备通孔（孔径一般为60μm~120μm），随后利用超声波清洗陶瓷基片；采用磁控溅射技术在陶瓷基片表面沉积金属种子层（Ti/Cu靶材），接着通过光刻、显影完成线路层制作；采用电镀填空和增厚金属线路层，并通过表面处理提高基板可焊性与抗氧化性，最后去干膜、刻蚀种子层完成基板制备。

DPC陶瓷基板工艺流程

DPC陶瓷基板制备前端采用了半导体微加工技术（溅射镀膜、光刻、显影等），后端则采用了印刷线路板（PCB）制备技术（图形电镀、填孔、表面研磨、刻蚀、表面处理等），因此具有以下优势特点：

1）采用半导体微加工技术，陶瓷基板上金属线路更加精细（线宽/线距低至30μm~50μm，与线路层厚度相关），因此DPC陶瓷基板非常适合对精度要求较高的微电子器件封装；

2）采用激光打孔和电镀填孔技术，实现了陶瓷基板上下表面垂直互连，可实现电子器件三维封装与集成，降低器件体积；

3）采用电镀生长控制线路层厚度（一般为10μm~100μm），并通过研磨降低线路层表面粗糙度，满足高温、大电流器件封装需求；

4）低温制备工艺（300℃以下）避免了高温对基片材料和金属线路层的不利影响，同时也降低了生产成本。

然而，DPC也存在一些不足：

1）金属线路层采用电镀工艺制备，环境污染严重；

2）电镀生长速度低，线路层厚度有限；

2）金属层与陶瓷间的结合强度较低，产品应用时可靠性较低。

在技术改进上，北京大学深圳研究生院吴忠振副教授携手泰安巨浪电子推出基于超高功率PVD技术的DSC（Direct Sputtering Ceramic）陶瓷基板金属化新技术，直接在陶瓷基板表面沉积一定厚度的金属导电层，实现高结合强度和绿色生产。

此外，利用DPC陶瓷基板的技术优势（高图形精度、垂直互连等），可以通过电镀增厚等技术制备围坝，可得到含围坝结构的三维陶瓷基板，例如武汉利之达采用电镀键合、免烧陶瓷直接成型等技术制备含金属或陶瓷围坝的三维陶瓷基板（3DPC）。陶瓷基板和围坝一体化成型为密封腔体，结构紧凑，无中间粘结层，气密性高，且围坝结构形状可任意设计，目前已经成功应用与深紫外LED封装和VCSEL激光器封装。

二、DPC陶瓷基板的应用

DPC 陶瓷基板具有图形精度高、可垂直互连、生产成本低等技术优势，可普遍应用于大功率 LED 照明、汽车大灯等大功率 LED 领域、半导体激光器、电力电子功率器件、微波、光通讯、VCSEL、射频器件等应用领域，市场空间很大。

光纤激光器泵浦核心元器件

激光器为激光设备核心部件，高功率半导体激光器主要通过热沉散热。氮化铝陶瓷热沉（DPC工艺）为目前主流激光热沉基板，可满足高功率半导体激光芯片键合的需求，在光通信、高功率 LED 封装、半导体激光器和光纤激光器泵浦源制造等领域应用前景广阔。车载激光雷达光源 VCSEL 替代 EEL 大势所趋，DPC 陶瓷基板在高功率 VCSEL 封装中占据重要地位。

碳化硅功率器件封装关键技术

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二、DPC陶瓷基板的应用

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